1 Objectifs

Ce document centralise les principaux résultats du travail sur l’évolution des teneurs en CO en lien avec l’élevage. Les principales figures de l’article en cours de rédaction sont construites dans ce fichier, à savoir les figures du matériels et méthodes, les tableaux et figures des résultats.

2 Données

2.1 La Base de Données des Analyses de Terre (BDAT)

2.2 Sélection des facteurs explicatifs

2.3 Les grandes régions d’élevage

Au final, après plusieurs tests sur les types de climat et sur le zonage “complexe” des régions d’élevage (13 régions), le zonage “simple” des régions d’élevage est utilisé. Ce choix est motivé pour récolter plus d’analyse par strates et faciliter l’interprétation et les commentaires des résultats.

Nombre de canton possédant des analyses par type de région d’élevage
Region_elevage Nbr
A 561
B 554
C 311
D 156
E 251
F 64
G 55
H 4

2.4 Règle temporelle

Correspondance entre la période d’analyse de sol de la BDAT et la période du recensement agricole
Periode_BDAT Periode_RA
9094 1979
9599 1988
0004 1988
0509 2000
1014 2000

3 Résultats

3.1 Analyse des distributions statistiques et spatiales des teneurs en CO pour les différentes périodes

3.1.1 Statistiques descriptives

Le tableau présente les statistiques des teneurs en Carbone Organique (CO) pour les différentes périodes analyées. La période 2000-2004 montre la valeur médiane la plus faible avec une valeur de 13.28 g/kg. Les valeurs les plus importantes sont observées pour les périodes 1995-1999 et 2010-2014 avec des médianes de teneurs en carbone organique équivalente, à 13.78 g/kg. La significacité de ces tendances a été évaluée avec le test de wilcoxon. Ces résultats ainsi que l’évaluation des vitesses d’évolution des teneurs en CO sont présentés dans la figure XX. La baisse des teneurs en CO entre la période 1995-1999 et les périodes 2000-2004 et 2005-2009 sont significatives et sont de 0.8 et 0.3% par an respectivement. Après ces baisses, les teneurs en CO augmentent significativement entre la période 2000-2004 et 2005-2009 et 2010-2014 avec un taux de 0.4 et 0.6% par an respectivement.

Stastistiques descriptives des teneurs en CO pour les différentes statistiques aggrégées à l’échelle cantonale
  Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
9599 5 11 13.78 15.06 17.62 54
0004 4.895 10.5 13.28 14.64 17.14 50.15
0509 4.4 10.75 13.38 14.65 17.12 57.6
1014 5.2 11 13.78 14.96 17.4 47.45

3.1.1.1 Analyse par région d’élevage

La figure présente la distribution des teneurs en CO pour toutes les périodes en fonction des principales grandes régions d’élevage. La comparaison avec le test de wilcoxon montre que les teneurs en CO sont différentes entre les régions d’élevage à l’exception des régions C et D. Les plus faibles teneurs se retrouvent dans les régions A et F avec des médianes respectives de 11.1 g/kg et 8.4 g/kg. Les teneurs en CO les plus élevées se trouvent dans les régions F, C et D avec respectivement des teneurs de 8.4 g/kg, 16.9 g/kg et 17.4 g/kg. Les taux d’évolution des teneurs en CO entre les périodes étudiées et pour chacune des régions d’élevage sont présentées dans la figure ci-dessous. Les régions A, B, D et E présentent des tendances d’évolution similaire et comparable à l’évolution nationale. Les teneurs baissent puis augmentent à partir de 2000-2004. Les évolutions sont différentes pour les régions F et G où les périodes de baisses et d’augmentations s’alternent entre les périodes. La région C présentent des taux d’évolution très faible montrant une stabilité dans les teneurs en CO.

Ces évolutions observées sont rarement significatives. Seules les régions A et B présentent des tendances significativement différentes. L’augmentation des teneurs en CO dans la région A est significative entre 2005-2009 et 2010-2014. Dans la région B, c’est la diminution entre la période 1995-1999 et 2000-2004 qui est significative.

3.1.2 Distribution spatiale des teneurs en carbone organique

La distribution spatiale de la médiane des teneurs en CO par canton montre une distribution spatiale organisée recoupée essentiellement sur la lithologie. Les fortes teneurs en carbone organique sont présentes dans les zones de socles et de piemonts et les valeurs plus faibles dans les principaux bassins sédimentaires (parisien et aquitain). Les tendances entre les périodes ne sont pas clairement visibles. Certaines régions se distinguent néanmoins, notamment la région Hauts-de-France avec une diminution visible des teneurs en CO entre les périodes 1995-1999 et 2005-2009.

3.1.3 Facteurs contrôlant la distribution spatiale des teneurs en CO

Ci-dessous, les figures présentent l’effet des principales types de variables sur les teneurs en CO dans la modélisation. Les figures montrent des relations quasi-linéaire entre des variables comme l’altitude, la surface fouragère principale, la hauteur de pluie l’argile et la teneur en CO.

## [1] "med_corgox_9599"
## [1] "med_corgox_0004"
## [1] "med_corgox_0509"
## [1] "med_corgox_1014"

Les résultats de la validation croisée de la modélisation des teneurs en CO pour les différentes périodes sont présentés dans le tableau ci-dessous. Sur les 100 répétitions, l’application du modèle sur les 20% du jeu d’apprentissage montre une capacité de prédiction des teneurs en CO équivalente entre les périodes et de bonne qualité. La modélisation des teneurs en CO pour la période 2010-2014 montrent la capacité de prédiction la plus mauvaise avec un coefficient de détermination (R2) de 0.8 et une erreur moyenne (Root Mean Square Error) de 2.52 g/kg. La période 2005-2009 affiche les meilleurs résultats de prédiction un R2 de 0.8 et une erreur moyenne de 2.54 g/kg. En moyenne la modélisation des teneurs en CO toute période confondues affiche donc une capacité d’explication de la variance de plus de 80%.

Moyenne des indicateurs de la qualité de la validation croisée pour les différentes teneurs en CO modélisées
  r2 MSE RMSE
med_corgox_9599 0.83 5.72 2.39
med_corgox_0004 0.84 5.45 2.33
med_corgox_0509 0.8 6.49 2.54
med_corgox_1014 0.8 6.34 2.52

Les principales variables explicatives extraites de ces modélisation sont essentiellement d’origine naturelle (voir figure XX). Le taux d’argile, les variables climatiques (notamment l’écart de pluie en janvier) et la topographie occupent une place importante dans la modélsation des teneurs en CO à l’échelle de la France. L’importance de l’occupation du sol est secondaire et est principalement associée au pourcentage de Surface Fourragère Principale (SFP) et au pourcentage de prairie dans la SAU. Ainsi, dans ces modèles, la part des variables d’occupation du sol pour expliquer environ 80% de la variance varie entre 21 et 30%.

3.2 Analyse des différences cantonales des teneurs en CO

3.2.1 Etat des lieux

La proportion de type d’évolution des teneurs en CO pour les différentes périodes comparées (figure XX) montre qu’une importante partie des cantons ne subit pas d’évolution significative. L’évolution significative des teneurs touche environ 20 à 36% des cantons et les différences sont importantes entre les périodes comparées. Pour analyser dans le détail ces évolutions, la suite du travail se concentre sur 3 périodes clés :

  • 15 : Cette comparaison correspond à l’évolution complète entre les deux dates les plus éloignée
  • 13 : Correspond à première la moitié de la période étudiée et correspond
  • 35 : Correspond à la dernière moitiée de la période étudiée et affiche un important pourcentage de canton en augmentation

L’évolution des teneurs en CO à l’échelle cantonale sur toutes les périodes comparées et au niveau des principales régions d’élevage (voir figure) montre que les évolutions sont essentiellement non-significatives et qu’il existe un certain équilibre entre sur le nombre de canton avec une augmentation et une diminution significative des teneurs en CO. Seules les régions A, D et F se distinguent en présentant une proportion déséquilibrée dans le nombre de canton aux augmentation ou diminution significative. Les régions A et F montrent ainsi une part plus importante dans l’augmentation des teneurs en CO tandis que la région D est particulièrement touchée par la baisse des teneurs en CO.

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3.2.2 Distribution spatiale des évolutions cantonales

La cartographie de l’évolution des teneurs en CO par canton pour les 3 périodes identifiées (figure XX) montre des tendances localisées à l’échelle régionale ou départementale. La baisse des teneurs en CO est marquée dans les hauts-de-Frances et le Morbihan entre les périodes (1990-1994)-(2000-2004) et (1990-1994)-(2010-2014). L’augmentation des teneurs dans certains canton est beaucoup plus disparate. Elle est particulièrement plus importante pour la période (2000-2004)-(2010-2014) et touche localement une partie de l’Aine, la Marne ainsi que le centre ouest avec le Loire-et-Cher, l’Eure-et-Loire et le Maine-et-Loire.

3.2.3 Facteurs contrôlant l’évolution des teneurs en carbone organique

3.2.3.1 Effet de la teneur en CO initiale

L’effet de la teneur en CO initiale sur l’évolution des teneurs en CO des 3 comparaisons identifiées a été étudiées avec une régression linéaire. Celles-ci a été appliquée sur les 3 catégories d’évolution et la figure (XX) résume ces résultats en présentant les coefficient de détermination pour les comparaisons et les différentes catégories. L’effet de la teneur en CO initiale est seulement significatif pour les analyses ayant une diminution significative des teneurs en CO. Pour cette catégorie, le coefficient varie entre les périodes comparées, allant de à -.

## % latex table generated in R 3.3.2 by xtable 1.8-2 package
## % Mon Jun 19 16:44:12 2017
## \begin{table}[ht]
## \centering
## \begin{tabular}{llrr}
##   \hline
## Periode & Type & r2 & coeff \\ 
##   \hline
## 9094-1014 & Diminution & 0.44 & -0.24 \\ 
##   9094-1014 & Augmentation & 0.14 & 0.20 \\ 
##   9094-1014 & Non significatif & 0.02 & -0.05 \\ 
##   9094-0004 & Diminution & 0.29 & -0.16 \\ 
##   9094-0004 & Augmentation & 0.05 & 0.07 \\ 
##   9094-0004 & Non significatif & 0.02 & -0.04 \\ 
##   0004-1014 & Diminution & 0.28 & -0.19 \\ 
##   0004-1014 & Augmentation & 0.16 & 0.17 \\ 
##   0004-1014 & Non significatif & 0.02 & -0.04 \\ 
##    \hline
## \end{tabular}
## \caption{} 
## \end{table}

3.2.3.2 Changement d’occupation du sol

3.2.3.3 L’effet du changement d’occupation du sol